Õhuke prisma: väikenurga lähend

1 · Ennusta

Väikese tippnurgaga prisma („õhuke prisma“) hälvetab valgust ainult leebelt. Kas hälve püsib umbes konstantsena üle langenurkade vahemiku, erinevalt laiadatipp prisma dramaatilisemast minimaalse hälbe kõverast?

• Hälve muutub langenurgaga ikka dramaatiliselt, nagu laiadatipp prismal.
• Jah — õhukese prisma korral on hälve ligikaudu δ ≈ (n−1)A, püsides peaaegu konstantsena tüüpilises langenurkade vahemikus normaali lähedal.
• Õhuke prisma annab sisuliselt null hälvet.

2 · Seadista

1. Ava õhukese prisma eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Sellel õhuksel prismal on tippnurk A = 30°, näitaja n = 1,5.
2. Lülita sisse koguhälbe näit.
3. Sea iga katse jaoks langenurk ja kirjuta üles koguhälve.

3 · Kogu andmeid

Joonista hälve δ (y-telg) langenurga θ₁ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas kõver on palju lame kui valgusprisma eksperimendi oma?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), seejärel δ = θ₁ + θ₄ − A, kasutades A = 30°, n = 1.5. Võrdle tabeliga. Arvuta ka õhukese prisma lähend δ ≈ (n−1)A = 15° ja vaata, kui lähedal sinu täpsed väärtused maanduvad.
2. Selgita, miks väiksem tippnurk muudab koguhälbe vähem tundlikuks täpse langenurga suhtes — õhukese prisma lähend δ ≈ (n−1)A jätab nurgasõltuvuse täielikult välja, kehtides siis, kui A on väike.

5 · Laienda

1. Õhukesi prismasid („optilised kiilud“) kasutatakse teatud korrigeerivates prillides ja kaugusmõõtjates täpselt seepärast, et nende peaaegu konstantne hälve teeb nad etteaimatavaks ja disainimiskergaks. Selgita, miks laiadatipp prisma teravalt nurgast sõltuv hälve oleks halb valik lihtsale korrigeerivale kiilule.
2. Võrdle oma hälbe vahemikku siin valgusprisma eksperimendi palju laiemate kõigumistega. Selgita, miks suurem tippnurk võimendab hälbe nurgasõltuvust, samas kui väike tippnurk peaaegu kõrvaldab selle.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte